ICS 81.040.30 CCS Q 37 中华人民共和国国家标准 GB/T42657—2023 红外光学玻璃红外折射率温度 系数测试方法 垂直入射法 Test method of temperature coefficient of infrared refractive index for infrared optical glassNormal incidence method 2024-03-01实施 2023-08-06发布 国家市场监督管理总局 发布 国家标准化管理委员会 GB/T42657—2023 前言 本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规 定起草 本文件由中国建筑材料联合会提出。 本文件由全国工业玻璃和特种玻璃标准化技术委员会（SAC/TC447)归口。 本文件起草单位：湖北新华光信息材料有限公司、宁波大学、西安应用光学研究所。 本文件主要起草人：张庆、荣幸、杨谧玲、徐华峰、徐光以、戴世勋、王雷、刘永兴。 1 GB/T42657—2023 引 言 本文件的发布机构提请注意，声明符合本文件时，可能涉及第4章、第5章、第6章及第9章与《测 量折射率的方法》的相关专利的使用 本文件的发布机构对于该专利的真实性，有效性和范围无任何立场 该专利持有人已向本文件的发布机构承诺，他愿意同任何申请人在合理无歧视的条款和条件下，就 专利授权许可进行谈判。该专利持有人的声明已在本文件的发布机构备案。相关信息可以通过以下联 系方式获得： 专利持有人姓名：湖北新华光信息材料有限公司 地址：湖北省襄阳市长虹北路67号 请注意除上述专利外，本文件的某些内容仍可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的 责任。 GB/T42657—2023 红外光学玻璃红外折射率温度 系数测试方法垂直入射法 1范围 本文件描述了红外光学玻璃红外折射率温度系数的测试原理，规定了测试仪器、样品、环境要求、测 试步骤、数据处理和测试报告。 本文件适用于红外光学玻璃的2μm～13um波段折射率温度系数测试，其他红外光学材料的折射 率温度系数测试可参照使用。 2规范性引用文件 2 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文 本文件。 GB/T36265—2018红外光学玻璃 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 折射率温度系数 temperature coefficient of refractive index 材料在其他条件不变的情况下，单位温度下折射率的变化量。 注：折射率温度系数用符号dn/dT表示。 3.2 垂直入射法 去normal incidence method 光垂直入射到三棱镜一工作面后从另一工作面出射，通过测量出射光相对于入射光的偏折角得到 折射率的方法。 4测试原理 到顶角为α的三棱镜AB面，通过三棱镜后从AC面射出，测出偏折角β，计算出样品在该波长入处折射 率n。 垂直入射法红外折射率测试原理见图1。 1 GB/T42657—2023 法线 汇作 入射光 零位线 β 出射光 标引序号说明： 样品的顶角； β—偏折角； AB———样品的入射工作面； AC- 样品的出射工作面。 图1垂直入射法红外折射率测试原理图 采用垂直入射法直接测量不同温度下各红外波的偏折角β，根据公式（1)计算其折射率nT。 nr=sin(α+β)/sina ...(1) 式中： nr——样品在温度T时波长入处折射率。 根据公式（2）计算红外折射率温度系数dn/dT。 dn/dT=[nT,—nT,/(T-T) 式中： nt 温度为T，时波长入处折射率； nT2 温度为T，时波长入处折射率。 5测试仪器 5.1 仪器结构 红外光学玻璃红外折射率温度系数测试仪主要由红外光源、红外单色仪、红外准直光学系统、温度 控制系统、样品室、精密测角仪、瞄准接收系统以及计算机处理系统组成。 垂直人射法红外光学玻璃红外折射率温度系数测试仪结构见图2。 2 GB/T42657—2023 8 9 标引序号说明： 1红外光源； 6——样品； 2——红外单色仪； 7——精密测角仪； 3——红外准直光学系统； 一瞄准接收系统； 一温度控制系统； 一计算机处理系统。 4- 5- 一样品室； 图2垂直入射法红外光学玻璃红外折射率温度系数测试仪结构图 垂直入射法红外折射率测试光路见图3。 13 12 10 11/ 标引序号说明： 红外光源； 平面反射镜； 反射镜； 样品； 6 单色仪； 10 平面反射镜； 单色仪入射狭缝； 11 离轴抛物镜； 单色仪出射狭缝； 12 振动狭缝； 5 精密可调狭缝； 13- 红外探测器。 离轴抛物镜； 图3垂直入射法红外折射率测试光路图 GB/T42657—2023 5.21 仪器主要部件要求 5.2.1红外光源 采用输出光强波动不大于5%的红外光源，其光谱宜涵盖2um～13um，光源发光面单位面积的辐 射通量应满足红外信号接收器的响应要求。可是发射连续红外光谱的红外光源，也可是多个波长不同 的单色红外激光光源。 5.2.2红外单色仪 足该波段范围内各种波长折射率的测量要求，其分辨力优于5nm。 5.2.3红外准直光学系统 由平面镜和离轴抛物镜组成，最大波像差小于入/4（入=632.8nm）。平面镜和离轴抛物镜的面形精 度应不大于入/10（入=632.8nm）。红外准直光学系统有效通光口径不小于50mm。 5.2.4温度控制系统 5.2.4.1通用要求 温度控制系统由温度控制箱、真空泵以及液氮罐构成，应满足下述条件： 温度范围为一60℃~160℃； a) b) 温度控制精度为士0.2℃； c) 能测量样品上下表面温差的双路传感器，用于评估样品实际的温度状态。 5.2.4.2温度控制箱 温度控制箱包含控制仪表和温度显示仪表。通过测温元件反馈的信号，由控制仪表发出指令，调 节液氮流量或加热棒功率，实现样品温度从低温到高温的稳定控制。温度显示仪表最小分度值为 0.1℃. 5.2.4.3真空泵 采用2级旋片式真空泵，抽真空后样品室真空度不大于6.7×10-2Pa。 5.2.4.4液氮罐 液氮罐的存储量应满足测试需求。 5.2.5样品室 样品室包含可密闭的隔热仓和加热仓，应满足下述条件。 a) 在隔热仓侧壁上开两个通光孔，通光孔上安装的窗口应透可见光，且在2μm13μm波段具 有不低于80%的透过率。成品镜片面形精度不大于入/10（入一632.8nm），平行度不大于30”。 b) 加热仓采用导热性能良好的金属材料，内部分布有液氮导管和加热棒，加热功率在150W～ 200W范围内。 5.2.6精密测角仪 精密测角仪角度测量准确度不大于0.5”。 4